Исследование Луны: первый луноход и высадка человека на луну. Школьная энциклопедия

Исследования Луны имеют длинную историю. Они начались еще до нашей эры, когда Гиппарх изучал движение Луны по звёздному небу, определил наклон лунной орбиты относительно эклиптики, размеры Луны и расстояние от Земли, а также выявил ряд особенностей движения.

С середины XIX века, в связи с открытием фотографии, начался новый этап исследования Луны: появилась возможность более детально анализировать поверхность Луны по подробным фотографиям (Уоррен де ла Рю и Льюис Резерфорд). В 1881 г. Пьер Жансен составил детальный «Фотографический атлас Луны».

В XX веке началась космическая эра, знания о Луне значительно расширились. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, составлена карта обратной стороны.

Изучение Луны автоматическими аппаратами

Впервые Луны достиг советский космический корабль «Луна-2» 13 сентября 1959 года. А впервые заглянуть на обратную сторону Луны удалось в 1959 г., когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть её поверхности. Ученые считают, что обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для астрономической обсерватории. Оптические телескопы, размещенные здесь, не пробивались бы сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов Луна послужила бы естественным щитом из твёрдых горных пород толщиной 3500 км, который надёжно прикрыл бы их от любых радиопомех с Земли.

Во второй половине XX века США начали активно готовиться к высадке на Луну. Но для подготовки к пилотируемому полёту НАСА запланировало несколько космических программ: «Рейнджер» (фотографирование ее поверхности), «Сервейер » (мягкая посадка и съёмки местности) и «Лунар орбитер» (детальное изображение поверхности Луны). В 1965-1966 гг. НАСА осуществил проект MOON-BLINK по исследованию необычных явлений (аномалий) на поверхности Луны . "Сервейры" 3,4 и 7 были укомплектованы ковшом-захватом для зачерпывания грунта.

СССР проводил исследования на поверхности Луны с помощью двух радиоуправляемых самоходных аппаратов, «Луноход-1», запущенный к Луне в ноябре 1970 г., и «Луноход-2» - в январе 1973 г. «Луноход-1» работал 10,5 земных месяцев, «Луноход-2» - 4,5 земных месяцев (то есть 5 лунных дней и 4 лунные ночи). Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.

«Луноход-1»

«Лунохо́д-1» - первый в мире планетоход, успешно работавший на поверхности Луны. Принадлежит к серии советских дистанционно-управляемых самоходных аппаратов «Луноход» для исследования Луны, проработал на Луне одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяцев).

«Луноход-1» был оборудован:

• двумя телекамерами (одна резервная), четырьмя панорамными телефотометрами;
• рентгеновским флуоресцентным спектрометром РИФМА;
• рентгеновским телескопом РТ-1;
• одометр-пенетрометром ПрОП;
• детектором радиации РВ-2Н;
• лазерным рефлектором ТЛ.

Автоматическая межпланетная станция «Луна-17» с «Луноходом-1» стартовала 10 ноября 1970 г. и вышла на орбиту искусственного спутника Луны, а 17 ноября 1970 г. станция благополучно прилунилась в Море Дождей, и «Луноход-1» съехал на лунный грунт.

За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал 10 540 м, обследовав площадь в 80 000 м 2 , передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Максимальная скорость движения составила 2 км/час. В 25 точках лунного грунта проведён его химический анализ. На «Луноходе-1» был установлен уголковый отражатель, с помощью которого ставились эксперименты по точному определению расстояния до Луны.

«Луноход-2»

«Лунохо́д-2» - второй из серии советских лунных дистанционно-управляемых самоходных аппаратов-планетоходов. Был предназначен для изучения механических свойств лунной поверхности, фотосъёмки и телесъёмки Луны, проведения экспериментов с наземным лазерным дальномером, наблюдений за солнечным излучением и прочих исследований.

15 января 1973 г. доставлен на Луну автоматической межпланетной станцией «Луна-21». Посадка произошла в 172 километрах от места прилунения «Аполлона-17». Система навигации «Лунохода-2» оказалась повреждена и наземный экипаж лунохода ориентировался по окружающей обстановке и Солнцу. Несмотря на это, аппарат преодолел бо́льшее расстояние, чем «Луна-1», так как был внедрён ряд нововведений, например, третья видеокамера на высоте человеческого роста.

За четыре месяца работы прошёл 37 километров, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки, но его дальнейшей работе помешал перегрев аппаратуры внутри корпуса. Официально работа «Лунохода-2» прекращена 4 июня 1973 г.

Космическая программа «Луна» была свернута в СССР в 1977 г. Запуск «Лунохода-3» был отменен.

В августе 1976 г. советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта, японский спутник «Hiten» полетел к Луне лишь в 1990 г. Далее были запущены два американских космических аппарата - «Clementine» в 1994 г. и «Lunar Prospector» в 1998 г.

«Клементина»

«Клементина» - объединённая миссия Командования воздушно-космической обороны Северной Америки и НАСА по испытанию военных технологий и параллельного произведения детальной фотосъемки поверхности Луны.

Зонд «Clementine» передал на Землю около 1,8 млн. снимков поверхности Луны в чёрно-белом изображении. «Клементина» - первый зонд, передавший научную информацию, подтверждающую гипотезу о наличии воды на полюсах Луны. Это очень важное открытие, что вода в твёрдом состоянии, присутствует на Луне. Жидкая вода не может находиться на лунной поверхности, так как она испаряется под воздействием солнечного света и затем рассеивается в космическом пространстве. Но еще с 1960-х годов существует гипотеза, о том, что водный лёд сохраняется в кратерах Луны, куда не могут проникать лучи Солнца или же залегает на большой глубине. И вот она подтверждена. В чем важность этого открытия? Лунные ледники могут обеспечить водой первых колонистов, при этом на Луне возможно появление растительности.

«Lunar Prospector»

«Lunar Prospector» - а мериканская автоматическая межпланетная станция для исследования Луны, созданная в рамках программы НАСА «Discovery». Запущена 7 января 1998 г. Завершила работу 31 июля 1999 г.

АМС « Lunar Prospector» предназначена для глобальной съёмки элементного состава поверхности Луны, исследования её гравитационного поля и внутреннего строения, магнитного поля и выделения летучих веществ. «Lunar Prospector’у» предстояло дополнить и уточнить изыскания «Клементины», а главное - проверить наличие льда.

«Lunar Prospector» был запущен 7 января 1998 года на ракете-носителе Athena-2. В течение 1998 года были решены большинство научных задач, ради которых запускался аппарат: уточнён возможный объём льда на южном полюсе Луны, его содержание в грунте учёные оценили как 1-10 % и ещё более сильный сигнал указывает на наличие льда на северном полюсе. На обратной стороне Луны магнитометром были обнаружены сравнительно мощные локальные магнитые поля, которые сформировали 2 небольшие магнитосферы диаметром около 200 км. По возмущениям в движении аппарата было обнаружено 7 новых масконов (регион литосферы планеты или естественного спутника, вызывающий положительные гравитационные аномалии).

Также была проведена первая глобальная спектрометрическая съемка в гамма-лучах, по итогам которой были составлены карты распределения титана, железа, алюминия, калия, кальция, кремния, магния, кислорода, урана, редкоземельных элементов и фосфора, создана модель гравитационного поля Луны, что позволяет очень точно рассчитывать орбиту спутников Луны.

В 1999 г. АМС закончила свою работу.

Автоматические исследования Луны в XXI веке

После окончания советской космической программы «Луна» и американской «Аполлон» исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены.

Но в начале XXI века Китай начал свою программу освоения Луны. Она включает: доставку лунохода и отправку грунта на Землю, затем экспедицию на Луну и постройку обитаемых лунных баз. Остальные космические державы, конечно, не могли промолчать и снова развернули свои лунные программы. О планах будущих лунных экспедиций заявили Россия, Европа, Индия, Япония. Европейское космическое агентство 28 сентября 2003 г. запустило свою первую автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Смарт-1». 14 сентября 2007 г. Япония запустила вторую АМС для исследования Луны «Кагуя». А 24 октября 2007 г. в лунную гонку вступила и КНР - был запущен первый китайский спутник Луны «Чанъэ-1». С помощью этой и следующей станций учёные создают объёмную карту лунной поверхности, что в будущем может поспособствовать амбициозному проекту колонизации Луны. 22 октября 2008 г. была запущена первая индийская АМС «Чандраян-1». В 2010 г. Китай запустил вторую АМС «Чанъэ-2».

В 2009 г. НАСА были запущены лунные орбитальные зонды- Lunar Reconnaissance Orbiter и Lunar Crater Observation and Sensing Satellite для сбора информации о лунной поверхности, поиска воды и подходящих мест для будущих лунных экспедиций. 9 октября 2009 г. космический аппарат LCROSS и разгонный блок «Центавр» совершили запланированное падение на поверхность Луны в кратер Кабеус , расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 13 ноября НАСА сообщило о том, что с помощью этого эксперимента на Луне обнаружена вода.

К изучению Луны приступают частные компании. Был объявлен всемирный конкурс Google Lunar X PRIZE по созданию небольшого лунохода. В конкурсе участвуют несколько команд из разных стран, в том числе российская «Селеноход». Существуют планы по организации космического туризма с полётами вокруг Луны на российских кораблях - сначала на модернизированных «Союзах», а затем на разрабатываемых перспективных универсальных ПТКНП «Русь».

США собираются продолжать исследования Луны автоматическими станциями «GRAIL» (запущена в 2011 г.), «LADEE» (планируемой к запуску в 2013 г.) и др. Китай планирует запуск своей первой посадочной АМС «Чанъэ-3» в 2013 г., а затем лунохода к 2015 г. и АМС, возвращающей лунный грунт, к 2017 г. и строительства лунной базы к 2050 г. Япония объявила о будущих исследованиях Луны роботами. Индия планирует миссию в 2017 г. своего орбитального аппарата «Чандраян-2» и небольшого лунохода, доставляемого российской АМС «Луна-Ресурс», и дальнейшие исследования Луны вплоть до пилотируемых экспедиций. Россия сначала запускает многоэтапную программу исследования Луны автоматическими станциями «Луна-Глоб» в 2015 г., «Луна-Ресурс-2» и «Луна-Ресурс-3» с луноходами в 2020 и 2022 гг., «Луна-Ресурс-4» по возврату собранного луноходами грунта в 2023 г., а затем планирует пилотируемые экспедиции в 2030-х гг.

Ученые не исключают, что на Луне может находиться не только серебро, ртуть и спирты, но и прочие химические элементы и соединения. Водяной лёд, молекулярный водород указывают на то, что на Луне действительно есть ресурсы, которые могут быть использованы в будущих миссиях. Анализ топографических данных, присланных аппаратом LRO, и гравитационные измерения «Кагуя» показали, что толщина коры на обратной стороне Луны не постоянна и меняется с широтой места. Самые толстые участки коры соответствуют наибольшим возвышенностям, что характерно и для Земли, а самые тонкие обнаружены в приполярных широтах.

Вся эта вновь открытая лунная гонка связана с возможностью колонизации Луны. Что это значит?

Колонизация Луны

Под колонизацией Луны понимают заселение Луны человеком. Сейчас это не вымысел фантастических произведений, а реальные планы по строительству на Луне обитаемых баз. Бурное развитие космической техники позволяет надеяться, что колонизация космоса - вполне достижимая цель. В силу своей близости к Земле (три дня полёта) и достаточно хорошей изученности ландшафта, Луна уже давно рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии. Но хотя советские программы «Луна» и «Луноход» и американская программа «Аполлон» продемонстрировали практическую осуществимость полёта на Луну, они в то же время охладили энтузиазм создания лунной колонии. Это было вызвано тем, что анализ образцов пыли, доставленных космонавтами, показал очень низкое содержание в ней лёгких элементов, необходимых для жизни на Луне.

Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, космической биологии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы, системы Земля-Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории, оснащённые оптическими и радиотелескопами, способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле, а обслуживать и модернизировать такие телескопы гораздо проще, чем орбитальные обсерватории. Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми: железом, алюминием, титаном; в поверхностном слое лунного грунта, реголите, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов. В настоящее время идут разработки методик промышленного получения металлов, кислорода и гелия-3 из реголита, найдены залежи водяного льда. Глубокий вакуум и наличие дешёвой солнечной энергии открывают новые горизонты для электроники, литейного производства, металлообработки и материаловедения. Луна также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма, который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности. Космический туризм будет требовать определённых инфраструктурных решений. Развитие инфраструктуры, в свою очередь, будет способствовать более масштабному проникновению человечества на Луну. Существуют планы использования лунных баз в военных целях для контроля околоземного космического пространства и обеспечения господства в космосе. Таким образом, колонизация Луны – вполне вероятное событие ближайших десятилетий.

История советской лунной программы. От Луны-1 до Вулкана.

I. Автоматы идут к Луне.

Луна.. В астрономических справочниках, в разделе "Первооткрыватели", для Луны стоит прочерк. Действительно, кто из людей мог похвастаться, что открыл Луну? Единственный естественный спутник Земли многие тысячелетия сиял в ночном небе нашей планеты. И многие века люди мечтали о путешествии через разделяющее нас пространство. Но мечты эти стали реальностью только во второй половине XX века.

С созданием в Советском Союзе мощной ракеты-носителя, способной выводить аппараты на орбиты искусственных спутников Земли, у специалистов, которых возглавлял С. П. Королев, появилось естественное желание достигнуть Луны. Но для этого нужно было расширить возможности ракеты-носителя, придать ей новое качество. Ведь для выведения спутника Земли на орбиту достаточно развить так называемую первую космическую скорость - около 8 км/с. Чтобы вырваться из пут земного тяготения, этой скорости уже недостаточно. Она должна возрасти до 11,2 км/с.

Итак, прежде всего следовало повысить мощность ракеты-носителя. Задачу эту удалось решить, установив на нее дополнительную ступень. Одновременно в конструкторском бюро С. П. Королева были разработаны первые космические аппараты для исследования Луны.

Первая попытка запуска в сторону Луны была предпринята 23 сентября 1958 года. В этот день был осуществлён пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая должна была вывести на траекторию полета к Луне АМС «Луна-1». Однако эта первая в СССР попытка пуска автоматической межпланетной станции к Луне закончилась неудачей. Из-за аварии ракеты-носителя АМС была утеряна. Вторая попытка (11 октября того же года) также закончилась неудачей.

И лишь четвертый запуск стал относительно удачным. 2 января 1959 осуществлён пуск ракеты-носителя, которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-1». Станция так же имела название «Мечта». Однако из-за неточного выхода на траекторию полета «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту.

Интересно, что полет станции можно было наблюдать и визуально - специальное устройство, установленное на последней ступени ракеты-носителя (а она мчалась почти по той же траектории, что и отделившаяся от нее станция), выбросило на высоте около 100 тыс. км натриевое облако. Эту искусственную комету видели люди во многих странах.

АМС Луна-1.

Следующий запуск 18 июня 1959 года оказался неудачным. Зато 12 сентября 1959 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-2». 13 сентября 1959 года станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик. На поверхность Луны доставлен вымпел с изображением герба СССР.

Аппарат не имел собственных двигателей для коррекции траектории. Из научного оборудования на нём были установлены сцинтилляционные счётчики, счётчики Гейгера, магнитометры, детекторы микрометеоритов. Одним из основных научных достижений миссии было открытие солнечного ветра.

АМС Луна-2.

Принципиально новой стала автоматическая межпланетная станция "Луна-3". Впервые автоматический космический аппарат получил систему ориентации, причем в качестве источников тока для питания аппаратуры использовались солнечные батареи. Уникальная система ориентации аппарата была построена коллективом под руководством Бориса Викторовича Раушенбаха, впервые в мире решившему задачу управления аппаратами в космическом пространстве. На АМС было установлено также фототелевизионное устройство «Енисей» разработанное Ленинградским НИИ телевидения.

Космический аппарат был запущен 4 октября 1959 года отметив таким образом вторую годовщину начала космической эры. 7 октября 1959 года во время сеанса фотографирования (двумя аппаратами с длинно- и короткофокусным объективами) была заснята почти половина поверхности Луны (одна треть - в краевой зоне, две трети - на обратной невидимой с Земли стороне). Изображения - после проявления плёнки на борту - были переданы с помощью фототелевизионной системы на Землю.

Первая фотография Луны.

Передача изображения осуществлялась аналоговым методом камерой бегущего луча. На наземной стороне прием совершался несколькими приборами: съемкой камеры бегущего луча на кинопленку, фотографированием с экрана скиатрона, записью на магнитную ленту и прямой вывод изображения на термохимическую бумагу. Записи на магнитную ленту не удалось воспроизвести, изображения на термобумаге и скиатронах позволяли только оценить сюжет изображения. Единственным удачным методом регистрации оказался с использованием камеры бегущего луча.
При полете к Луне и при приеме сигналов качество сигнала было плохим, высоки были уровни шумов. Принятые картинки позволили определить некоторые элементы рельефа, но в сеансе связи, когда станция подошла поближе к Земле и можно было повторить прием с большим отношением сигнал-шум, установить связь со станцией не удалось. Максимальное удаление «Луна-3» от Земли в апогее составило около 480 тыс. км, в перигее - около 40 тыс. км. Совершив 11 оборотов вокруг Земли, аппарат вошёл в земную атмосферу и прекратил существование.

Конечная масса последней ступени ракеты-носителя с «Луной-3» составляла 1553 кг (масса научной и измерительной аппаратуры с источниками питания 435 кг). Масса самого аппарата «Луна-3» составила 278.5 кг.

АМС Луна-3.

Следующий шаг в исследовании Луны был сделан 9 мая 1965 года. В тот день был осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-5». Целью запуска была мягкая посадка на поверхность Луны. 12 мая 1965 года станция «Луна-5» достигла поверхности Луны в районе моря Облаков, однако запланированную мягкую посадку осуществить не удалось. Следующие три попытки мягкой посадки на Луну ("Луна-6, 7, 8") так же закончились неудачно.

Однако настойчивость инженеров и ученых была вознаграждена. 31 января 1966 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния», которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-9». 3 февраля 1966 года станция «Луна-9» впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхности Луны в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 64 градуса 22 минуты западной долготы и 7 градусов 8 минут северной широты. Со станцией были проведены 7 сеансов связи бщей продолжительностью более 8 часов. Во время этих сеансов АМС передавала панорамное изображение поверхности Луны вблизи места посадки.

Спускаемый аппарат Луна-9.

Следующий успешный запуск состоялся 31 марта 1966 года. В этот день ракета-носитель Молния вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-10».
3 апреля 1966 станция «Луна-10» впервые в мире вышла на орбиту вокруг Луны. На орбите спутника Луны станция находилась почти два месяца.
29 мая 1966 АМС «Луна-10» упала на поверхность Луны.

АМС Луна-10.

Следующие АМС (Луна-11 и 12), запущенные соостветственно 24 августа и 22 октября 1966 года ак же были успешно выведены на окололунную орбиту. А запущенная 21 декабря того же года АМС "Луна-13" совершила вторую успешную мягкую посадку на Луну в Океане Бурь в точке с координатами 62 градуса 3 минуты западной долготы и 18 градусов 52 минуты северной широты.

А основной задачей следующей АМС Луна-14, стартовавшей 7 апреля 1968 года стала проверка работы в космосе материалов и узлов будущего Лунохода и радиационная разведка окрестностей Луна с перспективой для будущих пилотируемых полетов. Станция проработала на на орбите 75 суток, (программой полета было предусмотренно 30) до выработки емкости химических батарей. Всего с ней был проведен 271 сеанс связи.

Запущенная 13 июля 1969 года ракетой-носителем Протон-К АМС Луна-15 должна была впервые не только сесть на Луну, но и взлететь с нее, доставив на Землю образцы лунного грунта. Особую интригу предсталяло то, что в эти же дни в США был запущен пилотируемый космический корабль Аполлон-11, с целью высадки первой американской экспедиции на Луну (состояшейся 19 июля). 17 июля Луна-15 вышла на окололунную орбиту. 21 июля 1969 года в 18 часов 46 минут 43 секунды была включена двигательная установка для схода с орбиты. Первый этап снижения с помощью двигателя большой тяги должен был завершиться через 267.3 секунды после включения на высоте примерно 2.5 км. Однако сигнал с космического аппарата внезапно пропал на 237-й секунде снижения в 18 часов 50 минут 40 секунд, причем параметры бортовых систем аппарата на момент пропадания сигнала были в норме.

А вот Луне-16 повезло больше. Запущенная 12 сентября 1970 года, 17 сентября она вышла на окололунную орбиту. Через три дня, 20 сентября станция совершила совершила мягкую посадку на поверхности Луны в районе Моря Изобилия в точке с координатами 0 градусов 41 минута южной широты и 56 градусов 18 минут восточной долготы. Отклонение от расчетной точки посадки составило 1,5 километра.

21 сентября 1970 года с поверхности Луны стартовал возвращаемый аппарат автоматической межпланетной станции «Луна-16». Непосредственно перед стартом был произведен забор лунного грунта, который в специальной капсуле был помещен в возвращаемый аппарат.

24 сентября 1970 года на территории СССР в 80 километрах юго-восточнее города Джезказган совершил мягкую посадку возвращаемый аппарат станции «Луна-16». На Землю доставлены образцы лунного грунта, взятые в районе Моря Изобилия. Общая масса колонки грунта, доставленной на Землю, составила 101 грамм. «Луна-16» стала первым автоматическим аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю.

АМС Луна-16.

АМС Луна-17, запущенная 10 ноября 1970 года, прославилась грузом, доставленным на поверхность Луны. Совершив мягкую посадку на Луну 17 ноября в районе Моря Дождей в точке с координатами 38 градусов 17 минут северной широты и 35 градусов западной долготы, станция доставила на поверхность спутника Земли первый лунный самоходный аппарат Луноход-1.

Луноход-1 был создан в конструкторском бюро химкинского Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина под руководством Григория Николаевича Бабакина.

Эскизный проект лунохода был утвержден осенью 1966 года. К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация.

Через два с половиной часа после посадки Луноход-1 съехал по трапу с посадочной платформы на лунный грунт.

Управление исследовательским аппаратом осуществлялось при помощи комплекса аппаратуры контроля и обработки телеметрической информации на базе «Минск-22» - СТИ-90. Центр управления луноходом в Симферопольском Центре космической связи включал в себя пункт управления луноходом, который состоял из пультов управления командира экипажа, водителя лунохода и оператора остронаправленной антенны, рабочее место штурмана экипажа, а также зал оперативной обработки телеметрической информации. Основную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени, радиосигнал двигался до Луны и обратно около 2 секунд, и применение малокадрового телевидения с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 в 20 секунд. В результате общая задержка в управлении доходила до 24 секунд.

В течение первых трёх месяцев запланированной работы, помимо изучения поверхности аппарат выполнял еще и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. После выполнения программы луноход проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса. За время нахождения на поверхности Луны Луноход-1 проехал 10 540 м, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его химического состава.

15 сентября 1971 года температура внутри герметичного контейнера лунохода стала падать, так как исчерпался ресурс изотопного источника тепла.
30 сентября аппарат на связь не вышел и 4 октября все попытки войти с ним в контакт были прекращены.

Общий путь, пройденый Луноходом-1 составил примерно 11 км.

Масса Лунохода-1 - 756 кг. Диаметр по верхнему основанию корпуса - 2150 мм, высота 1920 мм, длина шасси - 2215 мм, ширина колеи - 1600 мм. Колёсная база 1700 мм. Диаметр колёс по грунтозацепам 510 мм, ширина 200 мм.
Система электропитания лунохода, выполненная по схеме солнечная батарея - буферная аккумуляторная батарея, обеспечивала питание всех бортовых систем постоянным током. На луноходе были применены серебро-кадмиевые аккумуляторные батареи ёмкостью 200 ампер-часов. Площадь солнечной батареи составляла 3,5 м?, мощность - 180 ватт.

Луноход-1.

Фрагмент панорамы Лунохода-1.

Пульт управления Луноходом-1.

Программы станций Луна-18 и 19 (2 и 28 сентября 1971 года) ничем особенным не выделялись. Отмечу лишь, что Луне-18 не удалось полностью выполнить программу полета, так как мягкая посадка на Луну в сложных условиях гористой местности в Море Изобилия не удалась.

А вот Луна-20 (14 февраля 1972 года) успешно прилунилась на участке, примыкающем к северо-восточной оконечности Моря Изобилия, в точке с координатами 3 градуса 32 минуты северной широты и 56 градусов 33 минуты восточной долготы. Взяв образцы лунного грунта, 22 февраля 1972 года с поверхности Луны в сторону Земли стартовала взлетная ступень станции Луна-20. 25 февраля 1972 года в 40 километрах северо-западнее города Джезказган совершила мягкую посадку возвращаемая ступень автоматической станции Луна-20.

АМС Луна-21 (8 января 1973 года) совершила мягкую посадку на поверхность Луны 15 января на восточной окраине Моря Ясности, внутри кратера Лемонье в точке с координатами 25 градусов 51 минута северной широты и 30 градусов 27 минут восточной долготы. На поверхность Луны доставлен автоматический самоходный аппарат Луноход-2, представлявший собой аппарат, усовершенствованный с учетом опыта Лунохода-1.

Посадка произошла в 172 километрах от места прилунения Аполлона-17. Система навигации Лунохода-2 оказалась повреждена и наземный экипаж лунохода ориентировался по окружающей обстановке и Солнцу. Несмотря на повреждение системы навигации аппарат преодолел большее растояние, чем его предшественник. За четыре месяца работы прошёл 37 километров, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки.
Официально работа с ним прекращена 4 июня 1973 года.

Две следующие АМС Луна-22 и 23 (29 мая и 28 октября 1974 года) не смогли полностью выполнить намеченную программу исследований. Луна-23, которая должна была собрать лунный грунт села со скоростью, превышающей расчетную, в результате чего было повреждено грунтозаборное устройство. Поэтому работа с ней была проведена по сокращенной программе.

Последней станцией, запущенной в СССР по программе изучения Луны стала Луна-24, запущенная августа 1976 года. . 18 августа 1976 она совершила мягкую посадку на Луну в юго-восточном районе Моря Кризисов в точке с координатами 12 градусов 45 минут с. ш. и 62 градуса 12 минут в. д. Через 15 минут после посадки по команде с Земли было включено буровое грунтозаборное устройство. Общая глубина бурения составила
225 см. В связи с тем, что оно проводилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 метров.

19 августа 1976 с поверхности Луны стартовала взлетная ступень станции «Луна-24» с образцами лунного грунта. 22 августа 1976 в 200 километрах юго-восточнее Сургута (Тюменская область) совершил посадку спускаемый аппарат. На Землю доставлена колонка лунного грунта длиной около 160 сантиметров и весом 170 грамм.

АМС Луна-24.

Однако кроме АМС серии Луна в 60-е годы к спутнику Земли были запущены еще 6 аппаратов серии Зонд. Что же представляла из себя эта программа?

Серия космических аппаратов Зонд, начиная с Зонд-3, являлась беспилотным вариантом космического корабля 7К-Л1. Его разработка в ОКБ-1 велась под руководством главного конструктора С. П. Королева, а после его смерти (1966 г.) под общим руководством главного конструктора В. П. Мишина.

Фактически это был корабль 7К-ОК («Союз»), переоборудованный для пилотируемого полета к Луне по программе УР500-Л1 (о программе пилотируемых полетов - в следующей части).
Программа летно-конструкторских испытаний 7К-Л1 первоначально предусматривала десять беспилотных запусков, один пилотируемый облет Луны (намечавшийся на 26 июня 1968 г.), затем еще два беспилотных полета, а четырнадцатый запуск должен был быть вновь пилотируемым. Фактически же состоялось всего 6 беспилотных запусков этой серии.

Зонд-3, запущенный 18 июля 1965 года, совершил пролет мимо Луны 20 июля и ушел в околосолнечное пространство. Была проведена съемка обратной стороны Луны с гораздо более высоким качеством, чем у Луны-3.

АМС Зонд-3.

Зонд-4 был запущен 2 марта 1968 года. Космический аппарат, был выведен на сильно вытянутую орбиту с апогеем 330 000 км. Был осуществлен облет Луны и фотографирование лунной поверхности. После этого на Землю должен был вернуться спускаемый аппарат. Но при возращении на Землю отказала система управления, и посадка на территории Советского Союза не была возможна, как и плавный спуск: в ходе возращения капсулы "Зонда-4" перегрузки достигали 20 g. Как и все космические аппараты, садившиеся вне зоны досягаемости советских военных, он имел заряд тротила, который и был подорван на высоте 12 км над Гвинейским заливом. Через некоторое время выяснилось, что аппарат всё-таки мог бы быть подобран ВВС СССР, поэтому было принято решение не взрывать в таких случаях спускаемые аппараты.

Зонд-5, запущеный 14 сентября 1968 года, через три дня, 18 сентября совершил облет Луны, пройдя на минимальном расстоянии от ее поверхности 1960 км. На борту космического корабля находились биологические объекты: черепахи, плодовые мушки, черви, растения, бактерии и пр. С расстояния 90 000 км была произведена съемка Земли с высоким разрешением в течении 30 минут.

21 сентября 1968 года спускаемый аппарат КК "Зонд-5" приводнился в Индийском океане в точке с координатами 32 градуса 38 минут ю. ш. и 65 градусов 33 минуты в. д. Как и в случае с "Зонд-4" произошел отказ в системе управления при возвращении. Однако биологические объекты на борту остались живы.

Повторил возврат на Землю и Зонд-6, запущеный 10 ноября 1968 года. 14 ноября, пройдя на расстоянии 2420 км от ее поверхности, он был переведен на траекторию возвращения к Земле. Был осуществлен первый управляемый спуск на Землю со второй космической скоростью после облета Луны. В ходе пролета были сделаны панорамные фотографии лунной поверхности видимой и обратной сторон Луны.

07 августа 1969 года с Байконура стартовал Зонд-7. 8 августа он сделал первую цветную фотографию Земли с 78 000 км и Луны. 11 августа КК "Зонд-7" совершил облет Луны при минимальном расстоянии от ее поверхности около 1200 км. 14 августа спускаемый аппарат сел южнее города Кустанай.

Ну и последний Зонд (восьмой), запущеный 20 октября 1970 года, облетел Луну, произвел фотографирование Луны и Земли и 27 октября так же приземлился на территории СССР.

На этом и закончилась советская лунная программа. Автоматические межпланетные станции серий Луна и Зонд выполнили множество самых разнообразных исследований. На Землю были доставлены образцы лунного грунта. По результатам фотографирования были созданы подробные карты Луны.

Однако возникает естественный вопрос - а что, СССР вел исследования Луны только беспилотными аппаратами и не собирался отправить на естественный спутник Земли людей? Довольно долго официальная версия была именно таковой. Однако сейчас многое, бывшее ранее секретным, перестает быть таким. И сегодня о действительно существовавшей в 60-е и 70-е годы советской лунной пилотируемой программе известно очень даже многое.

Но это уже другая история.

Сорок лет назад - 20 июля 1969 года - человек в первый раз ступил на поверхность Луны. Корабль НАСА "Аполлон-11" с экипажем из трех астронавтов (командир Нейл Армстронг, пилот лунного модуля Эдвин Олдрин и пилот командного модуля Майкл Коллинз) стал первым, достигшим Луны, в космической гонке СССР и США.

Каждый месяц Луна, двигаясь по орбите, проходит примерно между Солнцем и Землей и обращена к Земле своей темной стороной, в это время происходит новолуние. Через один - два дня после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп «молодой» Луны.

Остальная часть лунного диска бывает в это время слабо освещена Землей, повернутой к Луне своим дневным полушарием; это слабое свечение Луны - так называемый пепельный свет Луны. Через 7 суток Луна отходит от Солнца на 90 градусов; наступает первая четверть лунного цикла, когда освещена ровно половина диска Луны и терминатор, т. е. линия раздела светлой и темной стороны, становится прямой - диаметром лунного диска. В последующие дни терминатор становится выпуклым, вид Луны приближается к светлому кругу и через 14-15 суток наступает полнолуние. Затем западный край Луны начинает ущербляться; на 22-е сутки наблюдается последняя четверть, когда Луна опять видна полукругом, но на сей раз обращенным выпуклостью к востоку. Угловое расстояние Луны от Солнца уменьшается, она опять становится суживающимся серпом и через 29,5 суток вновь наступает новолуние.

Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18,6 года), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени - так называемый драконический месяц, - более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27,21222 суток; с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений.

Визуальная звездная величина (мера освещенности, создаваемой небесным светилом) полной Луны на среднем расстоянии равна - 12,7; она посылает в полнолуние на Землю в 465 000 раз меньше света, чем Солнце.

В зависимости от того, в какой фазе находится Луна, количество света уменьшается гораздо быстрее, чем площадь освещенной части Луны, таким образом, когда Луна находится в четверти и мы видим половину ее диска светлой, она посылает на Землю не 50%, а лишь 8% света от полной Луны.

Показатель цвета лунного света равен +1,2, т. е. он заметно краснее солнечного.

Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 15 суток и столько же продолжается ночь.

Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луна нагревается днем до +110° С, а ночью остывает до -120° С, однако, как показали радионаблюдения, эти огромные колебания температуры проникают вглубь лишь на несколько дм вследствие чрезвычайно слабой теплопроводности поверхностных слоев. По той же причине и во время полных лунных затмений нагретая поверхность быстро охлаждается, хотя некоторые места дольше сохраняют тепло, вероятно, вследствие большой теплоемкости (так называемые «горячие пятна»).

Рельеф Луны

Даже невооруженным глазом на Луны видны неправильные темноватые протяженные пятна, которые были приняты за моря: название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Телескопические наблюдения, которым положил начало в 1610 году Галилео Галилей (Galileo Galilei), позволили обнаружить гористое строение поверхности Луны .

Выяснилось, что моря - это равнины более темного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры).

По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты издал в 1647 году Ян Гевелий (нем. Johannes Hevel, польск. Jan Heweliusz,) в г. Данциге (современный - Гданьск, Польша). Сохранив термин «моря», он присвоил названия также и главнейшим лунным хребтам - по аналогичным земным образованиям: Апеннины, Кавказ, Альпы.

Джованни Риччоли (Giovanni Batista Riccioli) из г. Феррары (Италия) в 1651 году дал обширным темным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее, меньшие примыкающие к морям темные области он назвал заливами, например, Залив Радуги, а небольшие неправильные пятна - болотами, например Болото Гнили. Отдельные горы, главным образом кольцеобразные, он назвал именами выдающихся ученых: Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другие.

Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени. На картах обратной стороны Луны, составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена Константина Эдуардовича Циолковского, Сергея Павловича Королева, Юрия Алексеевича Гагарина и других. Подробные и точные карты Луны были составлены по телескопическим наблюдениям в 19 веке немецкими астрономами Иоганном Медлером (Johann Heinrich Madler), Иоганном Шмидтом (Johann Schmidt) и другими.

Карты составлялись в ортографической проекции для средней фазы либрации, т. е. примерно такими, какой Луна видна с Земли.

В конце 19 века начались фотографические наблюдения Луны. В 1896?1910 большой атлас Луны был издан французскими астрономами Морисом Леви (Morris Loewy) и Пьером Пьюзе (Pierre Henri Puiseux) по фотографиям, полученным на Парижской обсерватории; позже фотографический альбом Луны был издан Ликской обсерваторией в США, а в середине 20 века голландский астроном Джерард Койпер (Gerard Copier) составил несколько детальных атласов фотографий Луны, полученных на крупных телескопах разных астрономических обсерваторий. С помощью современных телескопов на Луны можно заметить кратеры размером около 0,7 килметров и трещины шириной в первые сотни метров.

Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых, сильно переработанных образований до очень четких в очертаниях молодых кратеров, иногда окруженных светлыми «лучами». При этом молодые кратеры перекрывают более древние. В одних случаях кратеры врезаны в поверхность лунных морей, а в других - горные породы морей перекрывают кратеры. Тектонические разрывы то рассекают кратеры и моря, то сами перекрываются более молодыми образованиями. Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в нескольких точках.

Ученым удалось установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни млн. лет, а основная масса крупных кратеров возникла в «доморской» период, т.е. 3-4 миллиарда лет назад.

В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты термической истории Луны показывают, что вскоре после ее образования недра были разогреты радиоактивным теплом и в значительной мере расплавлены, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались гигантские лавовые поля и некоторое количество вулканических кратеров, а также многочисленные трещины, уступы и другое. Вместе с этим на поверхность Луны на ранних этапах выпадало огромное количество метеоритов и астероидов - остатков протопланетного облака, при взрывах которых возникали кратеры - от микроскопических лунок до кольцевых структур диаметром от нескольких десятков метров до сотен км. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значительная часть этих кратеров сохранилась до наших дней.

Сейчас метеориты выпадают на Луну гораздо реже; вулканизм также в основном прекратился, поскольку Луна израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои Луны. Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродосодержащих газов в лунных кратерах, спектрограммы которых были впервые получены советским астрономом Николаем Александровичем Козыревым.

Изучение свойств Луны и ее окружающей среды началось в 1966 году - был запущена станция «Луна-9», передавшая на Землю панорамные снимки поверхности Луны.

Исследованиями окололунного пространства занимались станции «Луна-10» и «Луна-11» (1966 год). «Луна-10» стала первым искусственным спутником Луны.

В это время в США также разрабатывалась программа изучения Луны, получившая название «Аполлон» (The Apollo Program). Именно американский астронавты первыми ступили на поверхность планеты. 21 июля 1969 года в рамках лунной экспедиции корабля «Аполлон 11» Нил Армстронг (Neil Alden Armstrong) и его напарник Эдвин Олдрин (Edwin Eugene Aldrin) провели на Луне 2,5 часа.

Дальнейшим этапом в исследованиях Луны стала отправка на планету радиоуправляемых самоходных аппаратов . В ноябре 1970 году на Луну был доставлен «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 10,5 месяцев) прошел расстояние в 10 540 м и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхности Луны и другую научную информацию. Установленный на нем французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Луны с точностью до долей метра.

В феврале 1972 года станция «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Луны .

В феврале того же года был совершен последний пилотируемый полет на Луну . Полет осуществил экипаж корабля «Аполлон-17». Всего на Луне побывало 12 человек.

В январе 1973 года «Луна-21» доставила в кратер Лемонье (Море Ясности) «Луноход-2» для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым районами. «Луноход-2» работал 5 лунных дней (4 месяца), прошел расстояние около 37 километров.

В августе 1976 года станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта с глубины 120 сантиметров (образцы были получены путем бурения).

С этого времени изучение естественного спутника Земли практически не велось.

Лишь через два десятка лет, в 1990 году, свой искусственный спутник «Хитен» (Hiten) послала к Луне Япония, ставшая третьей «лунной державой». Затем было еще два американских спутника - «Клементина»(Clementine, 1994 год) и «Лунный разведчик» (Lunar Prospector, 1998 год). На этом полеты к Луне были приостановлены .

27 сентября 2003 года Европейское космическое агентство с космодрома Куру (Гвиана, Африка) запустило зонд SMART-1. 3 сентября 2006 года зонд завершил свою миссию и совершил пилотируемое падение на поверхность Луны. За три года работы аппарат передал на Землю много информации о лунной поверхности, а также провел картографию Луны с высоким разрешением.

В настоящее время изучение Луны получило новый старт . Программы освоения земного спутника действуют в России, США, Японии, Китае, Индии .

По заявлению руководителя Федерального космического агентства (Роскосмос) Анатолия Перминова, концепция развития российской пилотируемой космонавтики предусматривает программу освоения Луны в 2025-2030 годах .

Правовые вопросы освоения Луны

Правовые вопросы освоения Луны регулирует «Договор о космосе» (полное название «Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела»). Он был подписан 27 января 1967 года в Москве, Вашингтоне и Лондоне государствами-депозитариями - СССР, США и Великобританией. В тот же день началось присоединение к договору других государств.

Согласно ему исследование и использование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, осуществляются на благо и в интересах всех стран, независимо от степени их экономического и научного развития, а космос и небесные тела открыты для всех государств без какой-либо дискриминации на основе равенства.

Луна, в соответствии с положениями «Договора по космосу», должна использоваться «исключительно в мирных целях», на ней исключается любая деятельность военного характера . Перечень видов деятельности, запрещенных на Луне, приведенный в статье IV Договора, включает размещение ядерного оружия или любых других видов оружия массового уничтожения, создание военных баз, сооружений и укреплений, испытание любых видов оружия и проведение военных маневров.

Частная собственность на Луне

Продажа участков территории естественного спутника Земли началась в 1980 году, когда американец Денис Хоуп обнаружил калифорнийский закон от 1862 года, по которому ничья собственность переходила во владение того, кто первым предъявил претензии на нее.

В подписанном 1967 году «Договоре о космосе» было прописано, что «космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению», но пункта о том, что космический объект не может быть приватизирован в частном порядке, не было, что и позволило Хоуп оформить право собственности на Луну и все планеты Солнечной системы, исключая Землю.

Хоуп открыл в США Лунное посольство и организовал оптово-розничную торговлю лунной поверхностью. Он успешно ведет свой «лунный» бизнес, продавая участки на Луне желающим.

Чтобы стать гражданином Луны надо приобрести себе участок, получить нотариально заверенное свидетельство о праве собственности, лунную карту с обозначением участка, его описание и даже «Лунный билль о конституционных правах». Оформит лунное гражданство можно за отдельные деньги, приобретя лунный паспорт.

Право собственности регистрируется в Лунном посольстве в Рио-Виста, Калифорния, США. Процесс оформления и получения документов занимает от двух до четырех дней.

В данный момент мистер Хоуп занимается созданием Лунной республики и продвижением ее в ООН. У еще несостоявшейся республики есть свой национальный праздник - день лунной независимости, который отмечается 22 ноября.

В настоящее время стандартный участок на Луне имеет площадь 1 акра (чуть больше 40 соток). С 1980 года продано около 1.300 тысяч участков из тех приблизительно 5 миллионов, что были «нарезаны» на карте освещенной стороны Луны.

Известно, что среди владельцев лунных участков - американские президенты Рональд Рейган и Джимми Картер, члены шести королевских семейств и около 500 миллионеров, в основном из числа голливудских звезд - Том Хенкс, Николь Кидман, Том Круз, Джон Траволта, Харрисон Форд, Джордж Лукас, Мик Джаггер, Клинт Иствуд, Арнольд Шварценеггер, Деннис Хоппер и другие.

Лунные представительства открылись в России, Украине, Молдавии, Белоруссии, и владельцами лунных земель стали более 10 тысяч жителей СНГ. Среди них Олег Басилашвили, Семен Альтов, Александр Розенбаум, Юрий Шевчук, Олег Гаркуша, Юрий Стоянов, Илья Олейников, Илья Лагутенко, а также космонавт Виктор Афанасьев и другие известные деятели.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Л уна всегда привлекала человека. Литература богата описаниями фантастических путешествий на Луну, самое раннее из которых «состоялось» почти 2000 лет назад. Однако до недавнего времени практическое осуществление таких полетов было за пределами возможностей человека, который довольствовался изучением ее с помощью телескопов. Первым наблюдал Луну в телескоп астроном эпохи Возрождения Галилео Галилей. Он видел большие темные относительно гладкие равнины и более светлые пространства, покрытые горами и кратерами. Со временем картографы назовут эти равнины морями, хотя очевидно, что они не имеют ничего общего с морями в нашем представлении. Развитие фотографии в значительной мере облегчило технологию картографирования. К концу XIX в. вся полусфера Луны, которая всегда обращена к Земле, была сфотографирована с разрешением менее 1 км и в результате были составлены подробные атласы. Тем не менее многие основные свойства Луны оставались неизвестными.

Было установлено, что диаметр Луны примерно в 4 раза меньше диаметра Земли и что она движется по почти круговой орбите вокруг Земли с периодом обращения 1 мес. Отсутствие атмосферы и признаков воды исключало надежду обнаружить на Луне жизнь, сходную с земной. Средняя плотность, составляющая лишь 61% плотности Земли, позволяла предполагать другое внутреннее строение Луны, но, насколько велики эти отличия, оставалось загадкой. Еще менее ясными были состав слагающих Луну пород и происхождение Луны. За миллиарды лет существования Земли первоначальные свойства ее поверхности давно изменились под действием ветра, воды, ледников и биологических процессов. Поверхность Луны испытывала воздействие солнечного ветра и бомбардировку метеоритами, выдерживала контрасты температуры. Однако влияние этих факторов было минимальным. На самом деле Луна очень хорошо сохранилась со времени своего образования; она - немой свидетель прошлого. Непосредственное изучение Луны помогло бы лучше понять происхождение системы Земля - Луна, а возможно, и происхождение самой Солнечной системы. Исходя из этого, СССР и США в конце 50-х годов готовились к запуску автоматических аппаратов в направлении Луны.

Первые попытки

Перед первыми автоматическими межпланетными станциями (АМС), запускаемыми к Луне, ставилась весьма скромная задача: развить достаточно высокую скорость и обеспечить необходимую точность наведения для гарантированного пролета достаточно близко к Луне, чтобы передать максимум информации. Достичь этой цели на столь раннем этапе развития космической техники было нелегко. Представьте себе, что Земля - гигантская карусель, а Луна - цель, отстоящая на расстояние 384 000 км и проходящая в течение часа путь, равный своему диаметру. С помощью винтовки, установленной на карусели, попытайтесь поразить цель пулей, которая достигнет ее через несколько суток, двигаясь по дуге большой протяженности со снижающейся скоростью. Выстрел должен быть рассчитан по секундам, чтобы гарантировать либо прямое попадание, либо пролет вблизи цели.

Первые три попытки ВВС США запустить к Луне АМС «Пионер» в августе, октябре и ноябре 1958 г. потерпели неудачу, поскольку не была развита достаточная скорость для выхода на отлетную траекторию; аналогично закончился эксперимент армии США.

В конце концов армии США удалось обеспечить пролет космического аппарата на некотором расстоянии от Луны, но это произошло лишь после аналогичного успеха СССР.

Хотя первые американские «Пионеры» не выполнили основной цели - пролета вблизи Луны, они впервые произвели измерения межпланетного магнитного поля и протяженности радиационного пояса Земли. Советская АМС «Луна» впервые совершила успешный полет в январе 1959 г., пройдя на расстоянии менее 5000 км от лунной поверхности. Выдающийся успех был достигнут в сентябре этого же года, когда станция «Луна-2» достигла поверхности Луны в точке, находящейся на расстоянии около 800 км севернее центра видимой части вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик, и стала первым изделием человека, доставленным на другое небесное тело. Непосредственно перед падением на лунную поверхность бортовые приборы передали информацию, свидетельствующую об отсутствии значительного магнитного поля и радиационных поясов вокруг Луны.

В октябре того же года была запущена АМС «Луна-3» на траекторию облета Луны, проходящую на расстоянии 6200 км от Луны. Под действием гравитационного поля Луны станция обогнула ее и вышла на траекторию возврата к Земле в северной части небосвода, что создавало весьма благоприятные условия для работы советских станций слежения. Операция была спланирована таким образом, что облет произошел в то время, когда почти вся обратная сторона Луны была освещена солнечным светом и могла быть сфотографирована бортовыми камерами. В таком положении станция, ориентированная на Луну в лучах Солнца, сфотографировала около 30% видимой и 70% никогда ранее не видимой сторон Луны. Имеющаяся информация о видимой стороне была использована для составления карты невидимой стороны. Фотоснимки были проявлены на борту станции «Луна-3» и с помощью телевизионной системы переданы на Землю. В результате был опубликован атлас, представляющий первый взгляд человека на обратную сторону Луны.

В 1959 и 1960 гг. НАСА предпринимало попытки запуска еще пяти более тяжелых АМС «Пионер» с выступающими панелями солнечных элементов. На аппаратах были установлены жидкостные однокомпонентные двигатели на гидразине, предназначенные для торможения с целью выхода на окололунную орбиту. К сожалению, все носители «Атлас-Эйбл» потерпели аварии либо при статических огневых испытаниях, либо при запуске, и полезные грузы были потеряны.

Пятидесятые годы закончились впечатляющими успехами СССР в космосе, оставившими далеко позади все, что было сделано в США. В трех удачных запусках Советским Союзом было послано 1030 кг полезного груза на Луну и в окружающее ее пространство, тогда как США удалось запустить лишь один аппарат массой 6 кг.

Луна крупным планом

«Рейнджер-7» 1 Малонаправленная антенна. 2 Отверстие для шести телевизионных камер (двух с большими и четырех с малыми углами обзора). 3 Замок крепления солнечных батарей. 4 Раскладные панели солнечных батарей (2 шт.). 5 Аккумуляторные батаеи 6 Газовый баллон реактивной системы ориентации. 7 Остронаправленная антенна. 8 Электронное оборудование системы ориентации. 9 Телевизионная подсистема. «Рейнджер-7» был выведен 28 июля 1964 г. ракетой-носителем «Атлас-Аджена-В» на траекторию встречи с Луной. Аппарат имел шесть телевизионных камер. В течение последних 13 мин полета перед падением на территорию Моря Облаков (10°38" ю.ш., 20°36" з.д.) со скоростью около 9300 км/ч было получено более 4300 телевизионных изображений. Две из шести камер имели широкоугольную оптику и развертывали изображение на 1150 строк с целью достижения высокой четкости. Эти камеры передавали изображения поверхности Луны, начиная с высоты 1600 км до момента касания. Четыре камеры с малыми углами обзора развертывали изображение на 300 строк.

Они передавали изображения небольших территорий. Эти камеры работали попарно с переключением каждые 0,2 с. В отличие от аппарата «Рейнджер-6», вышедшего из строя при включении телевизионных камер, «Рейнджер-7» выполнил программу полностью. Сигналы принимались в Лаборатории реактивных двигателей 31 июля 1964 г. в течение 19 мин. Полученные изображения поверхности Луны позволяли различить топографические особенности кратеров диаметром до 30 м!

Первые АМС «Пионер» обладали весьма ограниченными возможностями. Поэтому в 60-х годах НАСА приступило к совершенно новой программе разработки существенно более крупного стандартизированного космического аппарата, способного выполнить детальные исследования Луны и планет. Эта программа, именуемая «Рейнджер», первоначально предусматривала осуществление пяти полетов: двух испытательных и трех эксплуатационных. Когда высадка человека на Луне стала национальной программой, число полетов было увеличено.

Схема полета АМС «Рейнджер-6» - «Рейнджер-9» 1 Запуск ракетой-носителем «Атлас-Аджена». 2 Первое включение ступени «Аджена». 3 «Аджена» в пассивном полете по круговой промежуточной орбите со скоростью 28 900 км/ч на высоте 185 км. 4 Второе включение ступени «Аджена» для перехода на траекторию полета к Луне. 5 АМС приближается к коридору диаметром 16 км с отклонением от расчетной начальной скорости в пределах 26 км/ч. С помощью двигателя промежуточной коррекции аппарат выводится на траекторию встречи с Луной. 6 Коррекции траектории с целью компенсации ошибок системы управления по определению координат АМС и скорости полета.

«Рейнджер-1 и -2» были первыми базовыми стандартизированными космическими станциями, предназначенными для технических исследований и измерений в окружающем пространстве на высоких околоземных орбитах. При запусках обоих аппаратов не состоялось повторное включение двигателей верхних ступеней носителей и были достигнуты лишь низкие орбиты с малым временем существования. Тем не менее полеты позволили получить некоторую научную и техническую информацию.

АМС следующей серии были оснащены тормозными двигателями, которые, как полагали, позволят доставить на поверхность Луны сейсмометр, рассчитанный на «жесткую» посадку. После удара при встрече с поверхностью Луны со скоростью до 200 км/ч сейсмометр должен был самостоятельно прийти в рабочее состояние и передавать информацию о сейсмических характеристиках и падении метеоритов в течение последующих 60-90 сут. К сожалению, ракета-носитель аппарата «Рейнджер-3» сообщила ему избыточную скорость, что сделало невозможной встречу с Луной. Однако все системы аппарата оставались в рабочем состоянии, и был проведен большой объем исследований в полете, включая впервые выполненный промежуточный маневр коррекции орбиты. С АМС «Рейнджер-4 и -5» возникли трудности на начальных этапах полетов. С помощью передатчиков, которые были установлены на посадочных капсулах, используемых в качестве маяков, осуществлялось управление аппаратом «Рейнджер-4», обеспечившее его падение на обратную сторону Луны; это была первая американская АМС, достигшая Луны. Управление аппаратом «Рейнджер-5» велось в течение 11 сут, он пролетел на расстоянии 725 км от Луны и вышел на орбиту вокруг Солнца.

После этого был проведен тщательный анализ всех систем аппарата с целью выявления и модернизации элементов, обладающих недостаточной надежностью, а также резервирования наиболее ответственных элементов, чтобы гарантировать успех последующих запусков. Полет АМС «Рейнджер-6» протекал успешно до момента включения съемочной камеры. Впоследствии было установлено, что во время запуска образовалась дуга высокого напряжения, повредившая телевизионную аппаратуру. Аппарат вышел на цель, но не передал ни единого изображения.

Тщательный анализ изображений, полученных с аппаратов «Рейнджер», показал, что «морские» равнины не имеют никаких особенностей, кроме кратеров с ровными краями. Отсутствие валунов, крупных камней и расщелин позволило перейти к следующему этапу изучения Луны - мягкой посадке.

После реконструкции системы в июле 1964 г. был запущен аппарат «Рейнджер-7», полет которого в отличие от предшествующих стал выдающимся успехом: было передано более 4300 высококачественных телевизионных изображений Луны, полученных перед контактом с поверхностью. Последнее изображение, снятое с высоты 1600 м, охватывало площадь 30 X 50 м; на нем были отчетливо видны кратеры диаметром до 1 м. Разрешение этого последнего изображения составляло около 0,4 м.

Полеты аппаратов «Рейнджер-8 и -9» в начале 1965 г. прошли успешно, было передано соответственно 7137 и 5814 телевизионных изображений лунной поверхности. В соответствии с программой полета аппарат «Рейнджер-8» должен был приблизиться к Морю Спокойствия по пологой траектории с углом наклона 42°, чтобы при съемках охватить большую площадь. Даже при значительной боковой составляющей скорости разрешение на последнем изображении было менее 2 м. Наведение аппарата «Рейнджер-9» производилось на кратер Альфонса диаметром 130 км, падение произошло с отклонением в пределах 5 км от расчетной точки, разрешение на последнем снимке достигло 0,3 м.

Советские автоматические межпланетные станции мягкой посадки

Для мягкой посадки полезного груза на Луну требуются точность предыдущих операций и в дополнение к этому гашение конечной скорости, составляющей не менее 2,6 км/с. Посадка с орбиты на Землю сопряжена с меньшими трудностями, поскольку почти вся орбитальная скорость спутника может быть погашена при торможении в атмосфере. При посадке на Луну, не имеющей атмосферы, уменьшение скорости может быть достигнуто только с помощью тормозных двигателей и расхода значительного количества топлива.

В СССР впервые были созданы возможности для осуществления мягкой посадки на Луну с созданием новых станций серии «Луна» в 1963 г. Эти станции массой до 1,8 т были рассчитаны на доставку приборного контейнера массой 100 кг в точку поверхности Луны между 62 и 64° з. д. вблизи экватора. Это была единственная точка на Луне, при приближении к которой траектория полета станции «Луна» становилась почти вертикальной, что упрощало схему управления аппаратом.

Программой предусматривалась следующая типовая операция. После запуска на околоземную промежуточную орбиту станция «Луна» с последней ступенью ракеты-носителя остается на этой орбите на период одного витка до повторного появления над территорией СССР. Затем включается двигатель последней ступени, который переводит аппарат на траекторию полета к Луне длительностью 3,5 сут. На расстоянии около 75 км от Луны радиолокационная установка и астронавигационный блок, которые уже не нужны, сбрасываются и начинается снижение с работающим двигателем. Сферический полезный груз отделяется от двигательного отсека перед самым касанием поверхности, и после его спуска на его верхней полусфере раскрываются четыре лепестковые панели, выставляя антенны и телевизионную камеру.

При запуске станции «Луна-9» в феврале 1966 г. была впервые успешно осуществлена мягкая посадка на Луну объекта, изготовленного руками человека. Подобная башенке автоматическая лунная станция (АЛС) с телевизионной камерой, снабженной механическим приводом сканирования, в течение 75 ч передала с умеренным разрешением несколько панорам окружающей местности и данные по радиации.

Второй советской станцией, совершившей мягкую посадку на Луну в декабре 1966 г., была «Луна-13». После раскрытия четырех защитных панелей были приведены в действие два сложенных механических манипулятора с приборами для исследования грунта. С помощью механического грунтомера на одном манипуляторе и радиационного плотномера - на другом получена уникальная информация о плотности и составе поверхности грунта.

Схема посадки АМС «Луна-9» 1 Отделение автоматической лунной станции при касании поверхности штырем, установленным на основном блоке, после ракетодинамического торможения. 2 АЛС падает с отскоком и перекатывается по поверхности. Из-за смещенного центра тяжести она занимает расчетное положение. 3 Начало перехода в рабочее состояние. 4 Раскрываемые лепестки панели способстуют ориентации АЛС в вертикальном положении; выставляется телевизионная камера и развертываются антенны. Сигналы передаются на Землю. Общая масса АМС «Луна-9» после выведения на траекторию полета к Луне 1583 кг. Масса АЛС после посадки на Луну 100 кг. Время активного существования 75 ч.

Все остальные АМС «Луна» этого поколения выводились на окололунные орбиты по программам, не предусматривающим посадку.

Для размещения объекта на окололунной орбите требуется изменение его скорости на 1 км/с, тогда как для спуска на лунную поверхность необходимо изменение скорости на 2,6 км/с, т. е. для спутника Луны требуется значительно меньше топлива, чем для аппарата, совершающего посадку. Чтобы не разрабатывать серию лунных спутников новой конструкции, в СССР было принято решение взять за основу двигательную установку лунного посадочного блока, заправлять ее топливом на 2/3 номинального объема и использовать оставшийся объем для увеличения доставляемого полезного груза. Масса полезного груза, доставленного на поверхность Луны «Луной-9», составляла приблизительно 100 кг, тогда как масса первого искусственного спутника Луны, доставленного АМС «Луна-10», составляла 240 кг. Этот аппарат был оснащен приборами для измерения радиации и регистрации микрометеоритов в окололунном пространстве. С первого спутника Луны неоднократно передавалась на Землю мелодия «Интернационала». Спутник «Луна-11» имел приблизительно такой же полезный груз, но его конструкция была усовершенствована исходя из опыта, полученного при эксплуатации станции «Луна-10». Спутники «Луна-12» и «Луна-14» не отделялись от двигательных отсеков после завершения маневров выведения на окололунную орбиту. Не сбрасывались также радиолокационная установка и астронавигационный блок, чтобы обеспечить необходимую астроориентацию аппаратов для съемки и передачи на Землю изображений лунной поверхности.

В рассматриваемый период в СССР был осуществлен еще один полет к Луне. На траекторию пролета мимо Луны в июле 1965 г. была запущена автоматическая межпланетная станция «Зонд-3» с целью получения снимков части обратной стороны Луны, не сфотографированной со станции «Луна-3». Из 28 полученных снимков 25 содержали изображения лунной поверхности, причем три из них - в ультрафиолетовом диапазоне спектра. В целом с помощью аппаратов «Луна-3» и «Зонд-3» были получены изображения, охватывающие 95% площади обратной стороны Луны.

Перед полетами космического корабля «Аполлон»

Следовавшие один за другим запуски автоматических межпланетных станций «Луна», подготовившие успешный полет «Луны-9», предшествовали запуску американской автоматической станции «Сервейер».

Первоначально была задумана двухчастная программа, включающая орбитальные и посадочные блоки для обеспечения работ по программе посадки на Луну пилотируемого корабля «Аполлон». Впоследствии часть программы, касающаяся орбитальных аппаратов, получила самостоятельное развитие в серии лунных спутников «Лунар Орбитер».

«Сервейер-1» был запущен к Луне спустя 4 мес после «Луны-9» по траектории прямого выведения. Он был оснащен четырьмя двигателями: тремя управляющими ЖРД с регулируемой тягой и одним (основным) твердотопливным двигателем торможения. После промежуточной коррекции с помощью управляющих двигателей была проведена подготовка к посадке. Основной тормозной двигатель был включен на расстоянии 75 км от поверхности Луны и, работая совместно с управляющими ЖРД, затормозил аппарат до скорости 70 м/с.

«Сервейер-2» был потерян в результате незапуска одного из трех управляющих двигателей. Посадка «Сервейера-3» заставила персонал управления полетом поволноваться, поскольку лунная поверхность с высоким коэффициентом отражения, очевидно, внесла помехи в работу посадочного радиолокатора, что привело к двум подскокам аппарата перед отсечкой двигателей, первый раз до 10 м и второй раз до 3 м. В течение последующих двух недель лунного дня аппарат передал на Землю 6300 изображений района посадки. Среди них было много фотографий механического ковша-захвата, который погружался в грунт на глубину до 18 см. Полученная информация показала, что по структуре грунт на лунной поверхности аналогичен мокрому береговому песку на Земле и отвечает требованиям посадки пилотируемого аппарата. Позже астронавты космическогокорабля «Аполлон-12» совершили посадку на расстоянии около 400 м от станции «Сервейер-3», демонтировали и возвратили на Землю некоторые ее элементы для изучения влияния на конструкцию длительного пребывания в условиях Луны.

«Сервейер-4» был потерян во время работы тормозного двигателя, когда внезапно прекратились все передачи с борта. Начиная с «Сервейера-5», все аппараты этой серии оснащались альфа-анализаторами, содержащими радиоактивный источник (кюрий-252), для определения химического состава лунного грунта.

«Сервейер-6» после тщательного обзора места посадки был поднят с поверхности Луны с помощью управляющих двигателей, совершил боковой маневр на расстояние 2,5 м и повторную посадку для продолжения исследований.

В отличие от предыдущих полетов, проводившихся с целью изучения возможных мест посадки «Аполлона» в районе экватора, «Сервейер-7» был направлен в точку, расположенную в непосредственной близости к кромке кратера Тихо в южном материковом районе. После неудачной попытки развернуть альфа-анализатор он был принудительно опущен к поверхности с помощью ковша-захвата. С «Сервейера-7» было получено свыше 21 000 изображений; на некоторых из них видны два лазерных луча, генерированных станциями на теневой стороне Земли.

По программе «Сервейер» была исследована лунная поверхность в предполагаемых районах посадки корабля «Аполлон» и было установлено, что она имеет достаточную прочность для посадки лунной кабины корабля. Обзорные телевизионные камеры дали важнейшую информацию, свидетельствующую о малом количестве обломков пород, которые могли бы помешать посадке пилотируемого аппарата.

АМС «Зонд» 1 Остронаправленная антенна. 2 Возвращаемый аппарат. 3 Служебный отсек с двигателем маневрирования и системой управления ориентацией. 4 Солнечные батареи (вид снизу). 5 Приборный отсек. Эта АМС предназначена для изучения космического пространства и отработки техники дальних космических полетов. Создана на основе пилотируемого корабля «Союз». В сентябре 1968 г. «Зонд-5» совершил облет Луны по баллистической траектории; на борту станции находились живые черепахи и другие биологические образцы, которые благополучно вернулись на Землю. «Зонд-5» и «Зонд-8» приводнились в акватории Индийского океана. «Зонд-6» и «Зонд-7» осуществили рикошетирующий вход в атмосферу Земли, что позволило им совершить посадку на территории СССР.

Рикошетирующий вход в атмосферу Возвращаемый аппарат должен войти в атмосферу в пределах узкого коридора шириной 10 км и спуститься до высоты 45 км над поверхностью Земли. Аппарат был ориентирован таким образом, что создавалась аэродинамическая подъемная сила, выталкивающая его обратно в космос с последующим повторным погружением в атмосферу над территорией СССР, завершаемым посадкой на парашюте.

Последовательность операций АМС «Луна-16» После маневрирования на окололунной орбите станция по команде с Земли была переведена на траекторию снижения путем запуска основного двигателя посадочной ступени. На высоте около 20 м от поверхности Луны основной двигатель был отключен, и на конечном этапе посадки работали два управляющих двигателя. По команде с Земли к поверхности Луны была опущена штанга с грунто-заборным устройством. По завершении бурения штанга была поднята и полый бур с образцами лунного грунта заключен в контейнер сферического возвращаемого аппарата в верхней части взлетной ступени. После пребывания на Луне в течение 26 ч 30 мин взлетная ступень стартовала к Земле, причем коррекции траектории ее полета не проводились. Оставшиеся на Луне приборы посадочной ступени передавали на Землю телеметрическую информацию о радиации и температуре. В период полетов и высадки американских астронавтов на Луну в СССР была предпринята серия смелых экспериментов по запускам дистанционно управляемых аппаратов для исследования Луны с меньшими затратами и без риска для жизни людей. Первой была станция «Луна-15», которая в июле 1969 г. была выведена на окололунную орбиту, а затем достигла поверхности Луны в заданном районе на территории Моря Кризисов. В сентябре следующего года впервые был совершен рейс по трассе Земля - Луна - Земля. Станция «Луна-16» совершила мягкую посадку в Море Изобилия и с помощью специального грунтозаборного устройства взяла образцы лунного грунта и доставила их на Землю для исследований. Затем через два месяца последовал полет станции «Луна-17», которая произвела огромное впечатление на западных специалистов, доставив в Море Дождей дистанционно управляемый аппарат для передвижения по лунной поверхности. Этот восьмиколесный аппарат «Луноход-1», управляемый по телевизионному и радиоканалам, прошел в общей сложности 10 540 м за 10 мес, передавая телевизионные изображения окружающей местности и периодически исследуя физико-механические свойства лунного фунта и его химический состав. В январе 1973 г. станция «Луна-21» доставила «Луноход-2» на территорию кратера Лемонье у восточной границы Моря Ясности. В течение пяти земных месяцев «Луноход» проделал путь длиной 37 км, выполняя все команды экипажа из Центра управления. Станция «Луна-16» 1 Возвращаемый аппарат. 2 Ленточное крепление возвращаемого аппарата. 3 Антенна на взлетной ступени. 4 Приборный отсек взлетной ступени. 5 Топливные баки взлетной ступени. 6 Телефотометр. 7 Приборный отсек посадочной ступени. 8 Штанга грунтозаборного устройства. 9 Грунтозаборное устройство. 10 Один основной и два управляющих ракетных двигателя посадочной ступени (в данном ракурсе рисунка не видны). 11 Посадочные стойки. 12 Тарельчатые опоры. 13 Топливные баки посадочной ступени. 14 Ракетные двигатели малой тяги для управления в полете. 15 Ракетный двигатель взлетной ступени (на рисунке закрыт приборным отсеком). 16 Малонаправленная антенна на посадочной ступени. Первая АМС, доставившая на Землю образцы лунного грунта. Совершила посадку в Море Изобилия (0°41" ю.ш., 56°18" в.д.) 20 сентября 1970 г. Автоматическое грунтозаборное устройство с дистанцией захвата 0,9 м было рассчитано на извлечение породы с глубины до 35 см. На участке входа в атмосферу Земли был раскрыт парашют, выставлены штыревые антенны и металлические «стрелы», облегчающие радиолокацию. Сигналы бортового радиомаяка принимались самолетами и вертолетами поисково-спасательной службы. Технические характеристики Высота около 3,96 м. Ширина по размаху посадочных опор 3,96 м. Масса при посадке на поверхность Луны 1880 кг.

Наблюдения с орбиты

Последним этапом подготовки к полетам космического корабля «Аполлон» была детальная съемка с орбиты местности в районе лунного экватора. Для этой цели были подготовлены пять искусственных спутников Луны «Лунар Орбитер», каждый из которых был оснащен фотографической системой. Аппараты запускались в период полетов «Сервейеров» и использовались также для выбора мест их посадки.

С помощью двигательных установок «Лунар Орбитера» проводились промежуточные коррекции траектории его полета к Луне и впоследствии обеспечивался переход на окололунную орбиту.

Начальные эллиптические орбиты обычно имели высоты периселения и апоселения соответственно 200 и 1850 км. После нескольких суток подготовки к фотосъемке осуществлялось уменьшение высоты периселения до 50 км. На каждом аппарате имелся запас пленки длиной 80 м на 210 кадров. После экспозиции пленка обрабатывалась на борту, негатив считывался и изображения передавались на Землю каждые 40 мин.

На ИСЛ «Лунар Орбитер-1» с помощью камеры с высоким разрешением были получены непригодные (размытые) фотографии. Камера умеренного разрешения функционировала нормально, и, таким образом, 75% полетного задания было выполнено: сфотографированы возможные районы посадки корабля «Аполлон» общей площадью 41 500 км 2 , 360 000 км 2 прилегающих и 5 200 000 км 2 отдаленных районов.

При полете ИСЛ «Лунар Орбитер-2» были получены 184 снимка тринадцати возможных мест посадки корабля «Аполлон», остальные кадры охватывали прилегающие и отдаленные районы.

С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер-3» было получено 182 снимка, после чего отказал двигатель лентопротяжного механизма. В число фотографий входили изображения десяти возможных районов посадки корабля «Аполлон». На основании этих снимков производился уже не поиск, а выбор места посадки. Кроме того, были сфотографированы «Сервейер-1», 1 550 000 км 2 прилегающей и 650 000 км 2 отдаленной территории Луны. Этими исследованиями было завершено выполнение основной задачи обследования мест посадки аппаратов «Сервейер» и «Аполлон».

Исходя из этого, ИСЛ «Лунар Орбитер-4 и -5» были запущены на приполярные орбиты с целью проведения фотосъемки остальных областей Луны, а также обзора неэкваториальных районов посадки для аппаратов по предполагаемой, но впоследствии отмененной программе «Пост-Аполлон». При полетах «Лунар Орбитера-4» было получено лишь 163 снимка, а с «Лунар Орбитера-5» - все 213 снимков. Фотографии охватили около 99% лунной поверхности.

С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер» была также получена информация о микрометеоритной и радиационной обстановке, а слежение за их орбитами позволило составить подробную карту гравитационного поля Луны.

Для изучения радиационной обстановки на окололунную орбиту был запущен еще один космический аппарат «Эксплорер-35». Он подтвердил почти полное отсутствие магнитного поля и не обнаружил ни радиационных поясов, ни ионосферы вокруг Луны. Это означало, что в отличие от Земли на Луне ничто не препятствует разрушающему воздействию солнечного ветра на ее поверхность.

Следующий этап полетов автоматических станций

Последней автоматической межпланетной станцией, запущенной США в январе 1968 г. в обеспечение программы «Аполлон», был «Сервейер-7». Оставалось 18 мес до запуска первого корабля «Аполлон» с посадкой на Луне.

Весной 1968 г. в СССР была запущена автоматическая космическая станция «Зонд-4» на траекторию, которая в конечном итоге перешла в орбиту вокруг Солнца. Через шесть месяцев «Зонд-5» совершил облет Луны и вернулся на Землю, приводнившись в Индийском океане. На его борту находились земные живые существа - черепахи. Спустя два месяца «Зонд-6» повторил эту операцию, совершил рикошетирующий вход в атмосферу и посадку на территории СССР. Позже были запущены «Зонд-7» и «Зонд-8». Космические аппараты «Зонд» представляли собой модифицированные варианты трехместного космического корабля «Союз» без экипажа, но с биологическими образцами. Целью запусков автоматических межпланетных станций «Зонд-4» -«Зонд-8» было проведение летно-конструкторской отработки в автоматическом варианте корабля для облета Луны, проведение научных исследований и возвращение на Землю с второй космической скоростью.

В СССР изучение Луны продолжалось с помощью автоматических станций серии «Луна». Как и ранее, более тяжелые станции «Луна» нового поколения представляли собой унифицированную конструкцию, рассчитанную на установку специализированного полезного груза. «Луна-16» имела четыре сферических бака с топливом, обеспечивающим изменение скорости на 2,6 км/с для спуска с окололунной орбиты на поверхность, и четыре цилиндрических бака с топливом, обеспечивающим изменение скорости на 1 км/с для выхода на окололунную орбиту и совершения орбитальных маневров.

Новое семейство станций «Луна» делится на три группы: аппараты, предназначенные для доставки на Землю образцов лунного грунта, луноходы и спутники Луны. Из этого семейства первым был успешно запущен 13 июля 1969 г. за трое суток до полета корабля «Аполлон-11» аппарат «Луна-15». После четырех суток полета он вышел на окололунную орбиту, где оставался в течение нескольких суток, дважды производя коррекции орбиты. Были проведены научные исследования в окололунном пространстве, получена информация о работе новых систем станции, обеспечивающих посадку в заданных районах Луны. По завершении 52 витков вокруг Луны была включена тормозная установка, станция сошла с орбиты и упала на лунную поверхность в заданном районе.

Спустя 14 мес первую автоматическую операцию доставки образцов лунного грунта осуществила «Луна-16», мягкая посадка которой была произведена 20 сентября 1970 г. в районе Моря Изобилия. На поверхность Луны было опущено специальное грунтозаборное устройство на длинной штанге. Полый бур вращательно-ударного действия углубился в грунт на 0,35 м с заполнением полости. После этого грунтозаборное устройство было поднято на взлетную ступень и помещено в возвращаемую капсулу. На Землю было доставлено 105 г «морского» грунта. При выполнении той же задачи станцией «Луна-20» на Землю удалось доставить 55 г материковой породы. После этого грунтозаборное устройство было существенно модифицировано и при полете «Луны-24» бур был погружен на глубину почти 2 м. В полости бура находилась эластичная оболочка, которая по мере его углубления наполнялась, как при начинении колбасы. По окончании бурения заполненная оболочка (диаметром 8 мм, длиной 1600 мм) извлекалась, свертывалась, подобно тросу на лебедке, и упаковывалась в возвращаемый аппарат. Разгруженное буровое устройство отбрасывалось от верхней части аппарата, запускались двигатели взлетной ступени, обеспечивая вертикальный подъем и разгон до скорости 2,7 км/с. Место взятия проб грунта было выбрано с таким расчетом, что, выйдя из зоны притяжения Луны, взлетная ступень оказывалась на траектории прямого попадания на Землю, благодаря чему исключалась необходимость промежуточной коррекции. Со временем взлетная ступень была усовершенствована, что позволило брать пробы грунта не только вблизи экватора на 56° в. д. Через трое суток возвращаемая капсула вернулась на Землю, и образцы грунта массой 0,17 кг были извлечены для исследований.

При запуске станции «Луна-17» впервые была поставлена задача передвижения по лунной поверхности. После успешной посадки с посадочной ступени бьи опущен специальный трап для схода на поверхность Луны восьмиколесной тележки «Лунохода-1». Это был один из наиболее важных советских экспериментов по исследованию Луны; «Луноход-1» в течение десяти месяцев работы прошел более 10,5 км. Во время лунного дня крышка на верхней части корпуса «Лунохода» откидывалась, и элемент солнечной батареи, расположенный на ее внутренней стороне, вырабатывал электроэнергию. В течение двух недель лунной ночи крышка была закрыта и циркуляция воздуха, нагретого изотопным источником тепла, обеспечивала внутреннее термостатирование. «Луноход-1» был оснащен двумя, а «Луноход-2» тремя телевизионными камерами, позволяющими пяти операторам на Земле управлять движением аппарата. «Луноход» периодически останавливался для телевизионной передачи полной панорамы окружающей местности. Проводились также исследования грунта: физико-механических свойств с помощью механического грунтомера и химического состава с помощью рентгеновского спектрометра. Оптический уголковый отражатель, состоящий из 14 элементов, позволял проводить лазерное измерение расстояния между Землей и Луной с точностью в пределах 40 см.

«Луноход-2» был доставлен на Луну станцией «Луна-21», совершившей мягкую посадку на территории кратера Лемонье диаметром 55 км. Этот древний кратер когда-то наполнился лавой, и на поверхности осталась лишь часть его кромки. Таким образом, в нем объединены свойства лунного моря и материка. Маршрут «Лунохода» пролегал сначала на юг в зону переходного рельефа, а затем на восток к длинному разрыву породы, напоминающему борозду Гадлея, которую обследовали астронавты корабля «Аполлон-15». За пять месяцев активного существования «Луноход-2» проделал путь длиной 37 км.

Станция «Луна-18», запущенная в сентябре 1971 г., осуществляла маневрирование на орбите с целью отработки методов окололунной навигации и посадки на Луну, а затем достигла Луны у границы Моря Изобилия. В феврале 1972 г. станция «Луна-20» совершила посадку в труднодоступном материковом районе между Морем Изобилия и Морем Кризисов; в этом полете на Землю были доставлены образцы лунного грунта.

«Луна-19» была выведена на окололунную круговую орбиту с высотой над поверхностью Луны 140 км, а затем переведена на новую орбиту с параметрами 135 X 127 км. С этой орбиты были получены изображения района с границами 30 - 60° ю. ш. и 20 - 30° в. д., а также результаты изучения радиационной и микрометеоритной обстановки. Наблюдения за эволюцией орбиты в течение первых двух месяцев активного существования спутника позволили выявить асимметрию северного и южного полушарий Луны. В феврале 1972 г. станция «Луна-20» совершила посадку в труднодоступном материковом районе между Морем Изобилия и Морем Кризисов; в этом полете на Землю были доставлены образцы лунного грунта.

При полете станции «Луна-22» в течение 18 мес ее активного существования проводились обширная программа маневров на окололунной орбите и съемка лунной поверхности. Кроме того, измерялось гамма-излучение поверхности с целью выявления ее детального химического состава. Слежение за параметрами орбиты способствовало определению характеристик аномалий гравитационного поля Луны, обусловленных местными концентрациями плотных пород. Над таким районом космический аппарат испытывает более сильное притяжение, приводящее к незначительному искривлению орбиты.

Станция «Луна-24» совершила посадку в юго-восточной части Моря Кризисов; на Землю доставлены образцы лунного грунта с глубины около 2 м.

На окололунную орбиту был выведен еще один американский аппарат, но не для исследования Луны. Это был радиоастрономический спутник «Эксплорер-49», оснащенный четырьмя антеннами длиной по 230 м, которые в полностью развернутом положении образовывали фигуру, похожую на гигантскую букву X. Находясь на окололунной орбите, этот аппарат регистрировал небесные источники радиосигналов в отсутствие шумового фона Земли. Координаты источников могли быть зафиксированы по времени исчезновения и повторного появления сигналов из-за Луны.

Как и миллиарды лет назад, Луна продолжает вращаться вокруг Земли. Почти в тридцати точках ее поверхности остались доказательства присутствия человека: созданные его руками автоматические устройства и следы двенадцати астронавтов с шести кораблей «Аполлон». Полученная информация позволила найти ответы на многие важные вопросы о Луне, но при этом возникло значительно больше новых вопросов. Со временем человек, новые приборы и механизмы вернутся на Луну, возможно, для сооружения постоянно действующих баз, что станет реальностью благодаря знаниям, приобретенным с помощью автоматических аппаратов, совершивших полеты к Луне в течение последних десятилетий.